KR101435608B1 - Energy Storage Device That Contains A Heat Transfer Oil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복수의 2차 전지셀이 수용되는 모듈 케이스 내부에 열전달오일을 채움으로써, 에너지 저장장치의 기본모듈에서부터 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보하고 2차 전지셀의 열적특성을 균일하게 유지할 수 있도록 하는, 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치에 관한 것이다.
In the present invention, thermal oil is filled in a module case in which a plurality of secondary battery cells are accommodated, thereby securing thermal stability from the base module of the energy storage device through thermal equilibrium and maintaining the thermal characteristics of the secondary battery cell uniformly To an energy storage device comprising a heat transfer oil.
일반적으로 에너지 저장장치는 크게 열에너지를 저장하는 방식과 전기에너지를 저장하는 방식으로 크게 구분이 되어지며, 상기 열에너지를 저장하는 축열시스템은 태양열과 같은 신재생에너지와 더불어 많은 성장을 하였으나, 최근에는 스마크 그리드(Smart Grid)의 영향에 따라 대형 전기를 저장하는 전기저장 장치 분야가 급성장하고 있다.
Generally, energy storage devices are largely classified into a method of storing heat energy and a method of storing electric energy. The heat storage system storing the thermal energy has grown a lot with renewable energy such as solar heat, Due to the influence of the Smart Grid, electric storage devices that store large amounts of electricity are growing rapidly.
특히, 전기에너지 저장장치(ESS-Energy storage system)의 경우는, 차세대 성장동력과 기술로써 2차전지 또는 축전지를 대량으로 연결함으로 통해서 대량의 전기를 저장하거나 충,방전을 할수 있는 시스템으로 녹색성장인 스마트 그리드의 핵심 기술로 알려져 있다.
Especially, in the case of ESS-Energy storage system, it is a system that can store and charge / discharge a large amount of electricity by connecting a secondary battery or a battery with a large amount of electricity with the next generation growth power and technology. Is known as the core technology of smart grid.
이런 전기에너지 저장 장치는 특허문헌 1에서와 같이 여러 종류의 축전지를 모아 직병렬을 연결시킴을 통해 500KW 혹은 1MW 이상의 대단위 전기에너지를 축전시키고 필요시 방전시켜 전기를 전달시킬 수 있는 저장 장치를 의미하는 것으로, 이러한 전기에너지 저장장치는 최근 2년간 급속도로 성장해왔으며 각종 실증단지를 통해서 그 성능이 입증되어진 바가 있다.
Such an electric energy storage device means a storage device capable of storing a large amount of electric energy of 500 KW or 1 MW or more through a series-parallel connection of various kinds of accumulators as in
그러나 이러한 전기 저장장치들은 대용량의 전기를 충방전하게되고, 또한 외부에 노출되는 등 그 사용환경이 매우 열악할 뿐만 아니라, 방수 문제, 열적 안정성 문제 등이 집중적으로 대두되고 있다.
However, these electric storage devices are charged and discharged with a large amount of electric power and are exposed to the outside, and their use environments are very poor, and waterproofing and thermal stability problems are intensified.
한편, 상기와 같은 전기에너지 저장장치는 케패시터(Capacitor : 축전지) 와 1차전지 또는 2차전지를 적용할 수 있으나, 케패시터는 콘덴서로써, 고출력, 고방전은 가능한 제품이나 대용량을 충전할 수 없다는 단점이 있고, 1차전지의 경우 여러개의 셀을 하나로 연결함을 통해서 대용량화가 가능하나 충방전 수명 및 고출력이 불가능하다는 단점을 가지고 있어서 기존에는 대형의 전기에너지 저장시스템을 개발하기가 현실적으로 불가능하게 되었다.
Meanwhile, the electric energy storage device may be a capacitor and a primary cell or a secondary battery. However, the capacitor may be a capacitor capable of discharging a high output and a high capacity, In the case of the primary cell, it is possible to increase the capacity by connecting several cells together, but it has a disadvantage that the charge / discharge life and high output can not be achieved. Thus, it is practically impossible to develop a large-sized electric energy storage system .
그러나 2차전지의 보급과 리튬이온전지의 보급으로 충방전의 수명의 늘어나게 되고 출력을 향상시킬 수 있음을 통해, 전기를 자유롭게 저장시키고 또한 방전 시키는 시스템을 적용할 수 있는 단위 셀을 개발할 수 있게 되었다.
However, due to the spread of the secondary battery and the diffusion of the lithium ion battery, the lifetime of the charge and discharge is increased and the output can be improved, so that a unit cell capable of freely storing and discharging electricity can be developed .
따라서, 2차전지를 전기에너지 저장장치화 하기위해서 다양한 시도들과 연구들이 진행되어져 있으며, 통상 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 2차전지 셀을 이용하여 하나의 2차전지모듈(기본모듈)을 만들고 이러한 2차전지모듈들을 연결하여서 하나의 전기에너지 저장장치를 구성하게 되며, 이러한 모듈은 셀의 용량에 따라 다양하게 제작이 가능하며 전지셀의 정류에 따라 다양한 모양으로 만들어진다.
Accordingly, various attempts and studies have been conducted to make a secondary battery into an electric energy storage device. As shown in FIG. 1, a plurality of secondary battery cells are used to form one secondary battery module (basic module) And these secondary battery modules are connected to each other to constitute one electric energy storage device. These modules can be manufactured variously according to the capacity of the cells and various shapes are formed according to the rectification of the battery cells.
하지만, 상기와 같이 2차전지를 하나의 모듈로 구성할 경우, 각 셀 별 열적불균형에 따른 열평형의 문제점, 이러한 기반으로 하여 각 모듈의 열적 평형의 문제를 통해 수명의 급격한 감소와 동시에 폭발의 위험성을 가지게 되고, 또한 방수성능의 하락으로 인해서 수분침투로 인해 셀 및 전극의 부식으로 인한 과부화 혹은 수명감소, 저항 증가의 문제가 발생하게 된다.
However, when the secondary battery is composed of one module as described above, the problem of thermal equilibrium due to thermal imbalance of each cell and the problem of thermal equilibrium of each module based on this, In addition, due to the decrease in waterproof performance, there is a problem of overloading due to corrosion of cells and electrodes due to moisture penetration, reduction of lifetime and increase of resistance.
특히 전기 차량용으로 사용이 가능한 전기에너지 저장장치의 경우에는 고출력으로 인한 고방전 고효율 셀을 사용하게 되는데 이런 열적 안성정과 각 셀별의 열평형 문제는 출력에 심각한 영향을 미치게 되고 방수 문제와 열전달 문제를 모두 수반하게 된다.
Particularly, in the case of an electric energy storage device which can be used for an electric vehicle, a high discharge high efficiency cell due to a high output is used. Such a thermal anomaly and a thermal balance problem for each cell seriously affect the output. .
이를 해결하기 위하여 전기에너지 저장장치의 기본단위 모듈을 제작하기 위해서 각각의 열평형을 만들 수 있는 특별한 조건이 부여가 되어지는데. 통상 각 셀의 간격을 최대화하여 공랭식의 최대 장점을 활용하는 방법과 냉각팬을 설치함을 통해서 냉각시키는 방법 등을 사용하고 있으나, 상기와 같은 각각의 방법들은 부피가 극대화 되는 문제, 팬 냉각 방식으로 인한 각 셀간의 열균일성 확보의 어려움, 원가상승 및 소음 문제등 다양한 문제를 가지게 된다.
In order to solve this problem, a special condition for making each thermal equilibrium is given in order to manufacture the basic unit module of the electric energy storage device. In general, a method of maximizing the interval of each cell and utilizing the maximum advantage of the air-cooling type and a method of cooling through the provision of a cooling fan are used. However, each of the above methods is problematic in that the volume is maximized, The difficulty in securing the uniformity of the heat among the cells, the cost increase, and the noise problem.
또한, 전기에너지 저장장치의 경우, 셀 및 모듈의 열관리와 동시에 방수가 가능한 시스템 그리고 극저온에서도 사용이 가능한 시스템 등 동시다발적인 성능에 만족하는 시스템이 궁극적으로 필요한 상황임에도 불구하고, 모듈의 공간이 공기로 채워지는 등 단열의 성능을 가짐으로 전지 셀을 상기와 같은 환경에 직접적으로 적용하는 것이 현실적으로 불가능하게 되는 문제점이 있다.
In addition, in the case of an electric energy storage device, although a system that satisfies simultaneous performance such as a system capable of waterproofing simultaneously with the heat management of a cell and a module and a system capable of being used at a very low temperature is ultimately required, It is practically impossible to directly apply the battery cell to the above-described environment.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 2차 전지셀이 수용되는 모듈 케이스 내부에 열전달오일을 채워, 에너지 저장장치의 기본모듈에서부터 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보하고 2차 전지셀의 열적특성을 균일하게 유지할 수 있도록 함으로써, 2차전지셀 모듈의 수명감소를 최소화하며, 충전 및 방전의 성능을 개선시키고, 폭발의 위험성을 줄일 뿐만 아니라 외부로 열을 빠르게 방출시키며, 또한 방습 및 방청 성능을 가질 뿐만 아니라 별도로 모듈 내부에 가열수단을 구비함으로써, 극저온에서도 초기부터 최적의 성능을 유지할 수 있도록 하는, 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치를 제공함을 과제로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a secondary battery module in which a module case in which a plurality of secondary battery cells are accommodated is filled with heat transfer oil, By keeping the thermal characteristics of the cell uniform, it is possible to minimize the lifetime of the secondary battery cell module, improve the performance of charging and discharging, reduce the risk of explosion, quickly release heat to the outside, And an energy storage device including a heat transfer oil, which is capable of maintaining an optimal performance from an initial temperature even at a very low temperature by providing heating means inside the module separately.
본 발명은 복수의 2차전지셀 및 이를 수용하는 모듈케이스로 이루어지는 2차전지모듈이 복수개로 연결되어 구성되는 에너지 저장장치에 있어서,The present invention relates to an energy storage device comprising a plurality of secondary battery cells and a secondary battery module including a module case for housing the secondary battery cells,
상기 모듈케이스 내부에 열전달 오일이 채워지는 것을 특징으로 하는 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치를 과제의 해결 수단으로 한다.
And a heat transfer oil is filled in the module case. The energy storage device includes the heat transfer oil.
한편, 본 발명은 제 1 실시예로써 상기 2차전지모듈이, 모듈케이스; 상기 모듈케이스에 수용되는 2차전지셀; 상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달 오일; 상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 지지부; 상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 오일 투입구; 및 상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 공기 배출구;를 포함하여 구성될 수 있다.
In the meantime, according to the first embodiment of the present invention, the secondary battery module includes a module case; A secondary battery cell accommodated in the module case; A heat transfer oil filled in the module case; A supporting part fixed to one end of the module case to support the secondary battery cell; An oil inlet formed at an upper end of the module case; And an air outlet formed at an upper end of the module case.
또한, 본 발명은 제 2 실시예로써 상기 2차전지모듈이, 상부면이 개방된 모듈케이스; 상기 모듈케이스의 상부면을 마감하는 덮개부; 상기 덮개부의 일단에 고정되는 제 1지지부; 상기 제 1 지지부를 매개로 상기 덮개부에 지지되며, 상기 덮개부와 모듈케이스의 결합을 통해 상기 모듈케이스 내부로 수용되는 복수의 2차전지셀; 상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달오일; 및 상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 제 2지지부;를 포함하여 구성될 수 있다.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a secondary battery module comprising: a module case having an upper surface opened; A lid part closing an upper surface of the module case; A first support part fixed to one end of the lid part; A plurality of secondary battery cells supported by the lid unit via the first support unit and received in the module case through the coupling of the lid unit and the module case; A heat transfer oil filled in the module case; And a second support portion which is fixed to one end of the module case and supports the secondary battery cell.
또한, 본 발명은 제 3 실시예로써 상기 2차전지모듈이, 모듈케이스; 상기 모듈케이스에 수용되는 복수의 2차전지셀; 상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달 오일; 상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 지지부; 상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 오일 투입구; 상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 공기 배출구; 및 상기 모듈케이스 내부 일단에 구성되는 가열수단;을 포함하여 구성될 수 있다.
In addition, according to a third embodiment of the present invention, the secondary battery module includes a module case; A plurality of secondary battery cells accommodated in the module case; A heat transfer oil filled in the module case; A supporting part fixed to one end of the module case to support the secondary battery cell; An oil inlet formed at an upper end of the module case; An air outlet formed at an upper end of the module case; And heating means formed at one end of the module case.
한편, 상기 2차전지모듈의 모듈케이스 내·외부 일단에 온도센서가 각각 구비될 수 있다.
Meanwhile, a temperature sensor may be provided at the inner and outer ends of the module case of the secondary battery module, respectively.
그리고, 상기 2차전지셀은, 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
The secondary battery cell may be a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lidum air battery, an Advanced Lithium-ion Battery (ALB), a lead acid battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a sodium sulfur battery, An NCA (nickel-cobalt-aluminum) battery, an NCM (nickel-cobalt-manganese) battery, and a lithium air battery.
또한, 상기 모듈케이스는, 제 1 PET층; 제 1 접착층을 매개로 상기 제 1 PET층의 상부면에 형성되는 방열소재층; 상기 방열소재층의 상부면에 형성되는 알루미늄층; 및 제 2 접착층을 매개로 상기 알루미늄층의 상부면에 형성되는 제 2 PET층;으로 외벽이 구성될 수 있다.
The module case may further include: a first PET layer; A heat dissipation material layer formed on an upper surface of the first PET layer via a first adhesive layer; An aluminum layer formed on an upper surface of the heat dissipation material layer; And a second PET layer formed on the upper surface of the aluminum layer via a second adhesive layer.
본 발명은 열전달오일을 통해 열전달을 함으로써, 2차전지모듈의 열적 균형을 이루어 2차전지모듈의 수명감소를 최소화하며, 충전 및 방전의 성능을 개선시키고, 폭발의 위험성을 줄일 뿐만 외부로 열을 빠르게 방출시키는 효과가 있다.The present invention provides heat transfer through heat transfer oil to minimize the lifetime of the secondary battery module by minimizing the thermal balance of the secondary battery module, improve the charging and discharging performance, reduce the risk of explosion, There is an effect of rapid release.
뿐만 아니라 본 발명은 열전달오일을 내부에 가득 채움으로써, 방습 및 방청의 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of damping and rusting by filling the interior of the heat transfer oil.
또한 본 발명은 내부에 가열수단을 구비함으로써, 극저온에서도 초기부터 최적의 성능을 유지하는 효과가 있다.
In addition, the present invention has an effect of maintaining optimal performance from the beginning even at a very low temperature by providing a heating means inside.
도 1은 일반적인 에너지 저장장치를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 각 실시예에 따른 모듈케이스의 외벽 구성을 나타낸 개략도
도 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 열전달 오일 사용시 각 부위별/시간별 열안정성을 나타낸 그래프1 is a schematic diagram illustrating a typical energy storage device;
2 is a schematic view illustrating a secondary battery module of an energy storage device including a heat transfer oil according to a first embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a secondary battery module of an energy storage device including a heat transfer oil according to a second embodiment of the present invention.
4 is a schematic view illustrating a secondary battery module of an energy storage device including a heat transfer oil according to a third embodiment of the present invention.
5 is a schematic view showing an outer wall structure of a module case according to each embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the thermal stability of each part / time when using heat transfer oil according to each embodiment of the present invention
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
In addition, although the term used in the present invention is selected as a general term that is widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, since the meaning is described in detail in the description of the relevant invention, It is to be understood that the present invention should be grasped as a meaning of a term that is not a name of the present invention. Further, in describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and which are not directly related to the present invention will be omitted. This is for the sake of clarity of the present invention without omitting the unnecessary explanation.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도이며, 도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈을 나타낸 개략도이다.
FIG. 2 is a schematic view showing a secondary battery module of an energy storage device including a heat transfer oil according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of an energy storage device including a heat transfer oil according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view showing a secondary battery module of an energy storage device including a heat transfer oil according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치는 모듈케이스(10), 2차전지셀(20), 열전달 오일(30), 지지부(11), 오일 투입구(12) 및 공기 배출구(13)를 포함하여 구성되는 2차전지모듈(100)이 복수개로 연결되어 구성된다.Referring to FIG. 2, the energy storage device including the heat transfer oil according to the first embodiment of the present invention includes a
여기서, 복수개의 2차전지모듈(100)이 연결되는 방법은 에너지 저장장치의 설치환경, 목적 등에 따라 매우 가변적이고 그 형태 역시 다양하게 공지되어 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Here, the manner in which the plurality of
본 발명의 특징은 상기 에너지 저장장치의 기본모듈인 2차전지모듈(100)의 구성에 있다.
A feature of the present invention resides in the configuration of the
상기 모듈케이스(10)는, 후술되어질 2차 전지셀(20)을 수용하는 케이스로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 PET(PolyEthylene Terephtalate)층(10a), 제 1 접착층(10b)을 매개로 상기 제 1 PET층(10a)의 상부면에 형성되는 방열소재층(10c), 상기 방열소재층(10c)의 상부면에 형성되는 알루미늄층(10d) 및 제 2 접착층(10e)을 매개로 상기 알루미늄층(10d)의 상부면에 형성되는 제 2 PET층(10f)이 순차적으로 적층되어 외벽을 구성시킴으로써, 방열성능을 향상시키게 된다.5, the
이때, 상기 방열소재로는 각종 세라믹 코팅층, 탄소를 이용한 방열 코팅층, 방열시트, 고분자 수지를 활용한 방열소재, 그래핀을 이용한 방열 소재, 플라즈마 혹은 개질을 통한 방열코팅층 등 모든 종류의 소재의 적용이 가능하다.At this time, all kinds of materials such as ceramic coating layer, heat-radiating coating layer using carbon, heat-radiating sheet, heat-radiating material using polymer resin, heat-radiating material using graphene, It is possible.
즉, 상기와 같은 외벽 구조를 가지는 모듈케이스(10)로 2차전지모듈(100)의 열을 일정하게 유지케 하고 외부의 열은 차단하며, 방수성능은 개선시키는 효과를 가져온다. 그리고 방성성능의 개선은 종래 전지들의 전극부위에 발생되는 녹을 방지하고, 녹으로 인한 저항의 증가를 억제하며, 방전시 출력과 전기전달력의 하락을 근본적으로 차단하여 수명이 향상되는 효과를 가져온다.
That is, the
상기 2차전지셀(20)은 복수개로 구비되어 상기 모듈케이스(10)에 수용되며, 이러한 구성을 가지는 2차전지모듈(100)은 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루질 수 있고, 통상적인 전류측정센서, 전압측정센서 등을 포함할 수 있다.
A plurality of
상기 열전달 오일(30)은 상기 모듈케이스(10) 내부에 채워져, 에너지 저장장치의 기본모듈에서부터 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보하고 2차 전지셀의 열적특성을 균일하게 유지할 수 있도록 하는 것으로, 아래 [표 1]에 따른 1 ~ 7종의 절연유, 엔진오일, 기어오일 웜오일과 같은 기존의 열전달 오일 등 모든 경우에 가능하나 이때 전기 전도도가 낮은 오일의 적용이 바람직한데, 이는 전지의 각 부스바가 각각 오일 속에 들어나있기 때문에 전기 전도도가 높은 오일을 사용할 경우는 합선 혹은 전기저항의 증가로 인한 수명문제가 가능하기 때문이다. The
따라서 기존의 절연유는 모두 적용이 가능하며 기존의 엔진오일, 기어오일, 웜오일에서도 전기 전도도가 낮은 제품은 사용이 가능하며 투명도를 위한 일정한 점도의 실리콘 오일유, 광유도 적용이 가능하며, 구체적으로는 열전달률이 0.1W/(m2·K)이상이고, 내열온도가 250℃ 이상이며, 투습도가 4.0g/(m2·24h)이고, 절연파괴 전압이 10KV이며, 상기 모듈 케이스(10)의 내부온도가 5℃일 때, 그 점도가 30cP인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 열전달 오일(30)의 물성이 상기 범위를 벗어날 경우, 열적 안정성 확보 성능이 미비해질 우려가 있다.
Therefore, it is possible to apply all of the existing insulating oil, and it is possible to use a product having low electric conductivity even in the existing engine oil, gear oil and worm oil, and it is possible to apply silicone oil and mineral oil having a constant viscosity for transparency. (M 2 · 24 h) and an insulation breakdown voltage of 10 KV, and the
상기 지지부(11)는, 상기 모듈케이스(10) 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀(20)을 지지하는 것으로, 상기 모듈케이스(10)의 내부에서 상기 2차전지셀(20)의 하단부와 대응되는 위치에 형성된다.
The
상기 오일 투입구(12)는, 상기 모듈케이스(10)의 상측 일단에 구성되어 열전달 오일(30)이 모듈 케이스(10) 내부로 투입될 수 있도록 하는 것으로, 타측에 공기배출구(13)가 형성됨에 따라, 열전달 오일(30)의 투입 시, 일정한 압력으로 투입이 가능해진다.
The
다음으로, 도 3를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치는 모듈케이스(10'), 덮개부(40), 제 1지지부(41), 2차전지셀(20'), 열전달오일(30') 및 제 2지지부(42)를 포함하여 구성되는 2차전지모듈(100')이 복수개로 연결되어 구성된다.
Referring to FIG. 3, the energy storage device including the heat transfer oil according to the second embodiment of the present invention includes a module case 10 ', a
상기 모듈케이스(10')는 후술되어질 2차 전지셀(20)을 수용하는 케이스로써, 상기 제 1 실시예와 동일한 소재를 적용하되, 상부면이 개방되어 구성되며, 그 상부면을 덮개부(40)로 마감하게 된다.
The module case 10 'accommodates the
그리고, 상기 덮개부(40)에는 제 1 지지부(41)를 매개로 복수의 2차전지셀(20')이 고정되며, 상기 덮개부(40)와 모듈케이스(10')의 결합을 통해 상기 모듈케이스(10') 내부로 수용된다.A plurality of secondary battery cells 20 'are fixed to the
즉, 모듈 케이스(10') 내에 미리 열전달 오일(30')을 투입하고, 상기 덮개부(40)와 모듈케이스(10')의 결합을 통해 상기 덮개부(40)에 고정된 복수의 2차전지셀(20')이 상기 열전달 오일(30')이 충전된 모듈케이스(10') 내부로 수용되도록 하며, 이때, 상기 상기 모듈케이스(10') 내부 일단에는 제 2지지부(42)가 추가로 구비되어 상기 2차전지셀(20')을 견고히 수용하게 된다.
That is, the heat transfer oil 30 'is preliminarily charged into the module case 10', and a plurality of secondary heaters 30 'fixed to the
이때, 상기 모듈케이스(10')의 소재, 2차전지셀(20)의 종류나 열전달 오일(30)의 종류 및 물성 등은 상기 제 1 실시예와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
At this time, the material of the module case 10 ', the kind of the
따라서, 상기 제 2 실시예에 따른 에너지 저장장치는 제 1 실시예에 비하여 생산성 향상과 공정을 줄일 수 있으며, 각 전지에 문제가 발생할 경우, 상기 덮개부(40)를 탈거하여 2차전지셀(20)을 교체할 수 있다는 장점이 있다.
Therefore, the energy storage device according to the second embodiment can reduce the productivity and the process in comparison with the first embodiment, and when a problem occurs in each battery, the
다음으로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치는 모듈케이스(10''), 2차전지셀(20''), 열전달 오일(30''), 지지부(11'), 오일 투입구(12'), 공기 배출구(13') 및 가열수단(14)을 포함하여 구성되는 2차전지모듈(100'')이 복수개로 연결되어 구성된다.
Referring to FIG. 4, the energy storage device including the heat transfer oil according to the third embodiment of the present invention includes a module case 10 '', a secondary battery cell 20 '', a heat transfer oil 30 ' A plurality of secondary battery modules 100 '' each including a supporting portion 11 ', an oil inlet 12', an air outlet 13 'and a heating means 14 are connected.
여기서, 상기 모듈케이스(10''), 2차전지셀(20''), 열전달 오일(30''), 지지부(11'), 오일 투입구(12'), 공기 배출구(13')는 도 2에 따른 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 구조, 소재 및 종류 등을 가지므로 그 상세한 설명은 생략한다.
Here, the module case 10 '', the secondary battery cell 20 '', the heat transfer oil 30 '', the support portion 11 ', the oil inlet 12', and the air outlet 13 ' 2 and the like, the detailed description thereof will be omitted.
상기 가열수단(14)은, 극저온에서도 초기부터 최적의 성능을 유지할 수 있도록 하기 위한 수단으로써, 제 3 실시예에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 경우 극지방에 적용하기에 적합하며, 상기 가열수단(14)은 통상의 열선 코일 등을 적용할 수 있고, 후술되어질 온도센서(S)와 연동하여 모듈케이스(10'')의 내부 온도가 20 ~ 40℃로 유지될 수 있도록 작동한다.
The heating means 14 is a means for maintaining an optimum performance from the beginning even at a very low temperature. In the energy storage device including the heat transfer oil according to the third embodiment, the heating means 14 is suitable for application to polar regions. The means 14 can be applied to a conventional hot-wire coil or the like, and operates in conjunction with the temperature sensor S to be described later so that the internal temperature of the module case 10 '' can be maintained at 20 to 40 ° C.
즉, 상기 모듈케이스(10, 10', 10'')의 내·외부 일단에는 복수의 온도센서(S)가 각각 구비되어 모듈케이스(10, 10', 10'') 및 2차전지셀(20a)의 온도를 실시간으로 파악함으로써, 더욱 효율적으로 열의 평형을 통해 열적 안정성을 확보할 수 있으며, 열적특성을 균일하게 유지시킬 수 있게 된다.
That is, a plurality of temperature sensors S are provided at the inner and outer ends of the
도 6은 열전달 오일 사용시 각 부위별/시간별 열안정성을 나타낸 그래프로써, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치의 2차전지모듈에 대해 각 부위별(상부(A), 중간부(B), 하부(C))/시간별로 온도를 측정한 결과, 시간이 지남에 따라 각 부위의 열이 1도 내외로 균일하게 이루어지는 것을 볼 수 있으며, 이로 인해 본 발명은 열적 안정성 및 균일성과, 열 전달성능이 우수함을 알 수 있다.
FIG. 6 is a graph showing thermal stability of each part / time in the use of heat transfer oil. FIG. 6 is a graph showing the thermal stability of each part / (B), (B), and (C)) / hour, the heat of each region was uniformly distributed over time. As a result, Uniformity, and heat transfer performance.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible.
따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.
100, 100', 100'' : 2차전지모듈 10, 10', 10'' : 모듈케이스
10a : 제 1 PET 10b : 제 1 접착층
10c : 방열소재층 10d : 알루미늄층
10e : 제 2 접착층 10f : 제 2 PET층
11, 11' : 지지부 12, 12' : 오일 투입구
13, 13' : 공기 배출구 14 : 가열수단
20, 20', 20'' : 2차전지셀 30, 30', 30'' : 열전달 오일
40 : 덮개부 41 : 제 1지지부
42 : 제 2지지부 S : 온도센서100, 100 ', 100'':
10a:
10c: heat
10e: second
11, 11 ': Supports 12, 12': Oil inlet
13, 13 ': air outlet 14: heating means
20, 20 ', 20'':
40: lid part 41: first support part
42: second supporting part S: temperature sensor
Claims (7)
상기 모듈케이스 내부에 열전달 오일이 채워지되,
상기 2차전지모듈은,
모듈케이스;
상기 모듈케이스에 수용되는 2차전지셀;
상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달 오일;
상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 지지부;
상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 오일 투입구; 및
상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 공기 배출구;를 포함하여 구성되며,
상기 2차전지모듈의 모듈케이스 내·외부 일단에 온도센서가 각각 구비되고,
상기 2차전지셀은, 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루지며,
상기 모듈케이스는,
제 1 PET층;
제 1 접착층을 매개로 상기 제 1 PET층의 상부면에 형성되는 방열소재층;
상기 방열소재층의 상부면에 형성되는 알루미늄층; 및
제 2 접착층을 매개로 상기 알루미늄층의 상부면에 형성되는 제 2 PET층;으로 외벽이 구성되는 것을 특징으로 하는 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치.
An energy storage device comprising a plurality of secondary battery cells and a secondary battery module including a module case for housing the secondary battery cells,
The module case is filled with heat transfer oil,
The secondary battery module includes:
Module case;
A secondary battery cell accommodated in the module case;
A heat transfer oil filled in the module case;
A supporting part fixed to one end of the module case to support the secondary battery cell;
An oil inlet formed at an upper end of the module case; And
And an air outlet formed at an upper end of the module case,
A temperature sensor is provided at one end of the module case of the secondary battery module,
The secondary battery cell may be a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lithium ion battery, an advanced lithium battery (ALB), a lead acid battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a sodium sulfur battery, Nickel-cobalt-aluminum) battery, an NCM (nickel-cobalt-manganese) battery, and a lithium air battery,
In the module case,
A first PET layer;
A heat dissipation material layer formed on an upper surface of the first PET layer via a first adhesive layer;
An aluminum layer formed on an upper surface of the heat dissipation material layer; And
And a second PET layer formed on the upper surface of the aluminum layer via a second adhesive layer.
상기 모듈케이스 내부에 열전달 오일이 채워지되,
상기 2차전지모듈은,
상부면이 개방된 모듈케이스;
상기 모듈케이스의 상부면을 마감하는 덮개부;
상기 덮개부의 일단에 고정되는 제 1지지부;
상기 제 1 지지부를 매개로 상기 덮개부에 지지되며, 상기 덮개부와 모듈케이스의 결합을 통해 상기 모듈케이스 내부로 수용되는 복수의 2차전지셀;
상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달오일; 및
상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 제 2지지부;를 포함하여 구성되며,
상기 2차전지모듈의 모듈케이스 내·외부 일단에 온도센서가 각각 구비되고,
상기 2차전지셀은, 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루지며,
상기 모듈케이스는,
제 1 PET층;
제 1 접착층을 매개로 상기 제 1 PET층의 상부면에 형성되는 방열소재층;
상기 방열소재층의 상부면에 형성되는 알루미늄층; 및
제 2 접착층을 매개로 상기 알루미늄층의 상부면에 형성되는 제 2 PET층;으로 외벽이 구성되는 것을 특징으로 하는 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치.
An energy storage device comprising a plurality of secondary battery cells and a secondary battery module including a module case for housing the secondary battery cells,
The module case is filled with heat transfer oil,
The secondary battery module includes:
A module case having an upper surface opened;
A lid part closing an upper surface of the module case;
A first support part fixed to one end of the lid part;
A plurality of secondary battery cells supported by the lid unit via the first support unit and received in the module case through the coupling of the lid unit and the module case;
A heat transfer oil filled in the module case; And
And a second support portion that is fixed to one end of the module case and supports the secondary battery cell,
A temperature sensor is provided at one end of the module case of the secondary battery module,
The secondary battery cell may be a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lithium ion battery, an advanced lithium battery (ALB), a lead acid battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a sodium sulfur battery, Nickel-cobalt-aluminum) battery, an NCM (nickel-cobalt-manganese) battery, and a lithium air battery,
In the module case,
A first PET layer;
A heat dissipation material layer formed on an upper surface of the first PET layer via a first adhesive layer;
An aluminum layer formed on an upper surface of the heat dissipation material layer; And
And a second PET layer formed on the upper surface of the aluminum layer via a second adhesive layer.
상기 모듈케이스 내부에 열전달 오일이 채워지되,
상기 2차전지모듈은,
모듈케이스;
상기 모듈케이스에 수용되는 복수의 2차전지셀;
상기 모듈케이스 내부에 채워지는 열전달 오일;
상기 모듈케이스 내부 일단에 고정되어 상기 2차전지셀을 지지하는 지지부;
상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 오일 투입구;
상기 모듈케이스의 상측 일단에 구성되는 공기 배출구; 및
상기 모듈케이스 내부 일단에 구성되는 가열수단;을 포함하여 구성되며,
상기 2차전지모듈의 모듈케이스 내·외부 일단에 온도센서가 각각 구비되고,
상기 2차전지셀은, 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리툼공기전지, ALB(Advanced Lithium-ion Battery), 연축전지, 니켈카드늄전지, 니켈수소전지, 나트륨황전지, 나트륨아연전지, NCA (니켈-코발트-알루미늄) 전지, NCM (니켈-코발트-망간)전지 및 리튬공기전지 중 어느 하나로 이루지며,
상기 모듈케이스는,
제 1 PET층;
제 1 접착층을 매개로 상기 제 1 PET층의 상부면에 형성되는 방열소재층;
상기 방열소재층의 상부면에 형성되는 알루미늄층; 및
제 2 접착층을 매개로 상기 알루미늄층의 상부면에 형성되는 제 2 PET층;으로 외벽이 구성되는 것을 특징으로 하는 열전달오일이 포함된 에너지 저장장치.An energy storage device comprising a plurality of secondary battery cells and a secondary battery module including a module case for housing the secondary battery cells,
The module case is filled with heat transfer oil,
The secondary battery module includes:
Module case;
A plurality of secondary battery cells accommodated in the module case;
A heat transfer oil filled in the module case;
A supporting part fixed to one end of the module case to support the secondary battery cell;
An oil inlet formed at an upper end of the module case;
An air outlet formed at an upper end of the module case; And
And heating means formed at one end of the module case,
A temperature sensor is provided at one end of the module case of the secondary battery module,
The secondary battery cell may be a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lithium ion battery, an advanced lithium battery (ALB), a lead acid battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a sodium sulfur battery, Nickel-cobalt-aluminum) battery, an NCM (nickel-cobalt-manganese) battery, and a lithium air battery,
In the module case,
A first PET layer;
A heat dissipation material layer formed on an upper surface of the first PET layer via a first adhesive layer;
An aluminum layer formed on an upper surface of the heat dissipation material layer; And
And a second PET layer formed on the upper surface of the aluminum layer via a second adhesive layer.
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